瓦里关黑碳气溶胶变化特征与来源解析

瓦里关大气本底监测站位于青藏高原东北部,几乎不受局地人为活动的影响,可反映较大空间尺度的大气成分信息.为研究人为活动对本底大气成分产生的影响,在瓦里关站点利用七波段黑碳仪（AE33）对2019年1—12月的黑碳（BC, black carbon）气溶胶浓度进行连续观测,获得了其季节和日变化特征,并使用黑碳仪模型和拉格朗日大气传输模式FLEXPART（Flexible Particle Dispersion Model）对BC来源类型和源区分布进行了分析.结果显示：黑碳气溶胶平均浓度为（332 ± 308） ng?m^-3;受污染排放和气象因子的季节性变化的影响,BC在春季、夏季、秋季、冬季的平均值分别为（446 ± 343）、（297 ± 223）、（233 ± 209）、（352 ± 382） ng?m^-3;BC日变化峰值分别出现在凌晨（3：00）和中午（13：00）,凌晨出现的峰值由污染长距离输送引起,中午出现的峰值与局地山谷风环流有关.中午的峰值是由BC黑碳来源解析结果显示化石燃料燃烧对BC浓度的贡献占主导地位,全年平均贡献率为68%.生物质燃烧的贡献率在冬季明显升高,达到了40% ± 1%;FLEXPART源区结果表明离采样点距离近的西宁、兰州对瓦里关BC影响最大,四季平均贡献均超过100 ng?m^-3;印度半岛在秋季和冬季对瓦里关的影响较大;在春季和秋季,我国中部和西南部地区也存在BC的源区,但贡献值较小.     

1991~2011年瓦里关全球大气本底监测事实

文章主要对中国瓦里关全球大气本底站1991年8月~2011年12月监测的温室气体(CO2、CH4、O3总量、近地面O3)及一氧化碳和黑碳气溶胶变化趋势的初步评估。观测结果表明,瓦里关地区大气中CO2浓度明显呈逐年增加的趋势,年平均增长率约为1.85μmol·mol-1·a-1,且具有明显的季节变化;大气中CH4浓度也呈逐年上升的趋势;大气中O3总量表现为复杂的年际变化和稳定的下降趋势;地面O3浓度具有明显的季节变化且呈缓慢的上升趋势;黑碳气溶胶浓度在近十年中有明显增长,线性拟合得到的年平均增长率为20ng·m-3。     

青藏高原地区TSP分布特征及影响因素分析

利用大流量采样器采集了2002年11月~2009年8月的瓦里关山地区TSP样品,通过对数据的日、月、年和季节及后向轨迹等方法的分析处理,揭示了瓦里关山地区TSP基本特征及影响因素: 2003~2008年TSP质量浓度多年均值为0.076mg/m3,呈下降趋势.TSP质量浓度的月际变化特征明显,从秋初开始逐步增大,至春季的4月出现峰值(多年平均值为0.195mg/m3),在5~8月的变化中,TSP质量浓度是逐渐下降,9月份达到浓度的最低值(多年平均值为0.029mg/m3);多年平均值在1~4月均超过国家标准环境空气质量一级标准.季节变化:春季最高,其次是冬季和秋季,夏季最低,四季的TSP平均质量浓度分别为0.148,0.091,0.037,0.035mg/m3,夏季呈下降趋势,其余季节呈上升趋势.TSP质量浓度明显受到局地气象因子降水量、温度、相对湿度、气压和风的控制.降雨量越小、温度越低、相对湿度越小、风速越小,大气TSP浓度越高,反之越低.春季背景大气TSP的质量浓度平均0.12mg/m3,大风天气为0.22mg/m3,浮尘天气为0.329mg/m3,扬沙天气0.382mg/m3,沙尘暴0.874mg/m3,分别为背景大气的1.8、2.7、3.2和7.3倍,雨雪的清除效率分别为33.9%和26.7%.气象后向轨迹模型分析瓦里关山地区沙尘暴的沙源地来源于新疆北部、甘肃西北部、内蒙古中西部及本省西北部的柴达木盆地.TSP质量浓度远低于城市和区域本底站,代表了全球大陆尺度的环境,冬春季多风沙是造成TSP质量浓度较高的主要因素.     

瓦里关大气二氧化碳和甲烷时间变化特征

于2009~2010对瓦里关山大气二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)进行了连续观测.结果表明,瓦里关山夏季频繁受到区域排放的影响,大约17%的CO2浓度标识为污染浓度.2009~2010年CO2平均浓度390.72×10-6,较1995~2008年高17.4×10-6;2009~2010年CH4中位浓度为1851.11×10-9,较2002~2006年高16×10-9,意味着区域内CO2和CH4的排放仍在不断增加.利用遗传算法改进的神经网络模型插补数据获得了完整的空气温度、风速、CO2和CH4浓度时间序列,并对时间序列展开了傅立叶分析.在天时间尺度,由于太阳活动的逐日变化,气象因子、CO2和CH4功率谱在24 h和12 h有着非常明显的谱峰.在月时间尺度,CO2浓度在30 d的周期内有明显的谱隙,意味着气象和物候因素在这个时间尺度上对CO2浓度的影响并不明显.     

气相色谱法温室气体观测系统设备故障及处理方法

气相色谱作为一种连续监测大气中温室气体的先进系统,有着自动化程度高、测量精度高、在系统稳定运行的状况下无需人工干预、能够同时测量4种要素等诸多优点。但整套系统相对来说比较复杂,载气和辅助气较多,因此,一个很小的问题或操作人员的不当处理不仅能导致系统中断运行,甚至导致系统瘫痪。本文就瓦里关本底站气相色谱监测温室气体系统在实际运行过程中遇到的设备故障及处理方法作了一些讨论分析。     

不同方法测量大气二氧化碳浓度的特征分析

利用中国大气本底基准观象台2010~2012年3种不同测量方法得出的CO2浓度数据,分析了它们之间存在的差异以及变化特征。结果表明:从仪器的稳定性上来讲,较为先进的Picarro在线观测仪器在稳定性上不如Li-cor在线观测仪器,软硬件等方面都有待提高;Picarro和Li-cor两种在线连续仪器观测的CO2数据都具有很高的可信度。两台在线观测仪器的观测数据都能均能很好地替代Flask瓶采样数据,并且都具有很好的代表性;Picarro在线监测仪器的观测精度比Li-cor在线监测仪器的高;3种不同分析方法得出的瓦里关地区CO2本底浓度的月变化趋势是一致的,月平均浓度最高值出现在3~4月,最低值出现在7~8月。这种变化规律与以往的研究结果吻合。